Penelitian mengungkapkan bahwa aliran panas zaman dahulu mungkin telah mengatur molekul prebiotik menjadi bahan penyusun kehidupan, menyediakan mekanisme alami bagi interaksi molekul kompleks yang penting bagi asal usul kehidupan.
Hidup itu rumit. Apa yang berlaku dalam kehidupan kita sehari-hari juga berlaku untuk banyak proses kompleks yang terjadi di dalam sel. Protein terus disintesis, dinding sel dibangun, dan DNA direplikasi Hal ini hanya dapat berhasil jika pasangan reaksi berkumpul pada waktu yang tepat dalam konsentrasi yang cukup tinggi dan tidak mengalami gangguan yang signifikan dari zat lain. Selama miliaran tahun, evolusi telah menyempurnakan mekanisme ini dan memastikan bahwa proses penting tersebut terjadi dengan efisiensi tinggi di tempat yang tepat.
Situasinya mungkin jauh lebih kacau empat miliar tahun yang lalu, ketika reaksi prebiotik menciptakan kondisi bagi munculnya bentuk kehidupan pertama. Untuk reaksi-reaksi ini juga, zat-zat yang ‘tepat’ perlu disatukan pada waktu yang ‘tepat’ di satu tempat, sehingga biomolekul yang lebih kompleks seperti RNA dan amino asam rantai bisa terbentuk.
Walaupun reaksi-reaksi tersebut dapat terjadi kembali di laboratorium berkat langkah-langkah perantara yang dilakukan secara manual, sangat sulit bagi reaksi-reaksi tersebut untuk terjadi dalam ‘sup primitif’ yang sederhana – yaitu, campuran bahan-bahan penyusun prebiotik yang sangat encer. Jadi bagaimana alam dapat menciptakan kondisi yang cocok bagi asal mula kehidupan?
Kolaborasi ahli biofisika LMU Dr. Christof Mast dan Profesor Dieter Braun, koordinator di ORIGINS Excellence Cluster, dan Profesor geosains Bettina Scheu telah menemukan kemungkinan jawaban untuk pertanyaan ini dan baru-baru ini mempublikasikan hasilnya di jurnal Alam. “Penyelidikan kami menunjukkan bagaimana aliran panas sederhana dapat menghasilkan keteraturan di tengah kekacauan kimia pada zaman purba dan mendorong reaksi prebiotik pertama,” jelas Mast.
Panas dihasilkan oleh berbagai proses geologi dan kimia, sehingga aliran panas diperkirakan terjadi hampir di mana-mana pada masa yang jauh tersebut. Jika panas ini mengalir melalui retakan tipis berisi air, seperti yang timbul melalui pendinginan cepat batuan cair, hal ini menyebabkan konveksi air dan pergerakan terarah molekul-molekul terlarut dalam air sepanjang aliran panas. Jika digabungkan, kedua efek ini – konveksi dan termoforesis – mendorong akumulasi dan peningkatan konsentrasi selektif berbagai zat terlarut di tempat berbeda.
Sejumput ini dan sedikit itu: bahan-bahan untuk kehidupan
Kelompok Mast kini secara eksperimental mendemonstrasikan akumulasi selektif ini pada lebih dari 60 bahan penyusun prebiotik yang berbeda, seperti nukleobase dan asam amino. Mereka menemukan bahwa zat-zat ini dapat sangat berbeda dalam termoforesisnya dan oleh karena itu memperkaya celah batuan secara berbeda. “Dalam sistem retakan dan celah yang saling berhubungan pada batuan, efek ini diperkuat dan menghasilkan campuran dengan komposisi zat prebiotik berbeda di setiap celah,” jelas Thomas Matreux, penulis utama makalah tersebut. “Meskipun larutan awalnya encer secara merata, sehingga tidak reaktif, aliran panas sederhana dapat menghasilkan berbagai kemungkinan kondisi awal yang menakjubkan untuk kimia prebiotik dengan cara ini,” tambah Paula Aikkila, penulis utama studi lainnya.
Tanpa bantuan teknologi laboratorium modern atau mekanisme reaksi kehidupan yang canggih saat ini, alam dapat menciptakan ‘dapur molekuler’ dalam sistem jaringan geologi yang besar, tempat semua bahan kehidupan disortir dan disiapkan. Sebagai bagian dari Pusat Penelitian Kolaboratif “Evolusi Molekuler dalam Lingkungan Prebiotik” (CRC 392), para peneliti kini berencana menyelidiki berapa banyak ‘hidangan’ kehidupan yang dapat ‘disiapkan’ dalam sistem ini.
Referensi: “Aliran panas memperkaya bahan penyusun prebiotik dan meningkatkan reaktivitasnya” oleh Thomas Matreux, Paula Aikkila, Bettina Scheu, Dieter Braun dan Christof B. Mast, 3 April 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-07193-7
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
